反應(yīng)熱的測定和計(jì)算ppt

反應(yīng)熱的測量與計(jì)算獲得化學(xué)反應(yīng)熱（焓變）數(shù)值的主要途徑:1、實(shí)驗(yàn)直接測定

2、間接計(jì)算獲得量熱計(jì)簡易量熱計(jì)大燒杯、小燒杯、溫度計(jì)、量筒、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。1、測定反應(yīng)熱時(shí)，量熱計(jì)直接測定的數(shù)據(jù)是焓變嗎？如果不是，直接測定的是什么？2、實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)原理是什么？思考：1、量熱計(jì)直接測定的是體系的溫度變化2、HCl與NaOH反應(yīng)的反應(yīng)熱測定原理：HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)△H=-akJ·mol-11mol1mol-akJ0.025mol0.025mol-bkJ由實(shí)驗(yàn)可以測定體系的溫度變化，即可求出b值，然后便可換算出a值實(shí)驗(yàn)原理公式一：Q=Cm△t公式二：△H=Q÷nC為比熱容，為定值4.18J/（g·℃)m為質(zhì)量，可以測定。

n為物質(zhì)的量。概念：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成

1mol水時(shí)所放出的熱量。H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=－akJ·mol-1由于電離過程是吸熱的，而弱酸、弱堿都較難電離，所以，強(qiáng)酸與弱堿、強(qiáng)堿與弱酸、弱酸與弱堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量都小于akJ。一、中和熱酸和堿的濃溶液或固體在溶解和稀釋時(shí)會(huì)放出熱量，使所測定的中和熱的數(shù)值偏大二、中和熱的測定⑴實(shí)驗(yàn)藥品：50mL0.50mol/L的鹽酸50mL0.50mol/L的氫氧化鈉溶液⑵實(shí)驗(yàn)儀器：簡易量熱計(jì)(3)實(shí)驗(yàn)步驟：①、組裝量熱器在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如上圖所示。用一個(gè)量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。②、藥品取用

用另一個(gè)量筒量取50mL0.50mol/L

NaOH溶液，并用溫度計(jì)測量NaOH溶液的溫度，記入下表。把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)（注意不要灑到外面）。立即蓋上蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。③、酸堿混合4、數(shù)據(jù)處理5、重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)兩次6、數(shù)據(jù)分析次數(shù)123起始溫度t/oc終止溫度溫度差t/oct/oc鹽酸氫氧化鈉平均值24.525.022.022.425.025.424.7522.225.226.525.428.21.753.23.0（4）實(shí)驗(yàn)原理公式一：Q=Cm△t公式二：△H=Q÷nC為比熱容，為定值4.18J/（g·℃)m為質(zhì)量，可以測定。

n為物質(zhì)的量。ΔH=

－

4.18m△t×10-30.025kJ/mol理論上：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)

△H=—57.3kJ/moL強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=—56.43kJ/moL思考:如果用同樣的方法測定氫氧化鉀溶液與鹽酸反應(yīng)、氫氧化鈉溶液與硝酸反應(yīng)的中和熱，請(qǐng)預(yù)測其中和熱是否相同強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng):H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=—57.3kJ/moL答：相同。反應(yīng)的實(shí)質(zhì)相同［議一議］這樣測得的數(shù)據(jù)普遍低于57.3kJ/mol，分析產(chǎn)生誤差的原因。1>量取溶液的體積有誤差2>藥品的選用不當(dāng)引起的誤差3>實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面4>混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差5>隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差6>測了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差1、實(shí)驗(yàn)中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？為什么？問題探究不能。因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱，使熱量損失較大問題探究2、有人建議用50mL0.55mol/LNaOH進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱數(shù)值會(huì)更加準(zhǔn)確。為什么？可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測得的熱量更加準(zhǔn)確。問題探究3、判斷下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)中和熱測定的數(shù)值有如何影響？填變大、變小或者不變。①大燒杯上沒有蓋硬紙板②用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)③用相同濃度和體積的醋酸代替稀鹽酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④實(shí)驗(yàn)中改用100mL0.50mol/L鹽酸跟100mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)變小變小變小不變強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中的中和熱可表示為:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kkJ·mol1，又知道溶液中的反應(yīng)有：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ/mol1/2

H2SO4(濃)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-Q2kJ/molHNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l)△H=-Q3kJ/mol則Q1、Q2、Q3的關(guān)系正確的是()Q1=Q2=Q3B.Q2>Q1>Q3

C.Q2>Q3>Q1D.Q2=Q3>Q1C練習(xí)：化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律一、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算例1、在一定條件下，CO和CH4燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H=－566KJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H=－890KJ/mol由1molCO和3molCH4組成的混合氣在上述條件下完全燃燒時(shí)，釋放的熱量為()A．2912KJ

B.2953KJ

C.3236KJ

D.3867KJB如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

的反應(yīng)熱△H1①能直接測定嗎？②若不能直接測，怎么辦？①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①

+

②

=

③

，

則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol應(yīng)用了什么規(guī)律？二．蓋斯定律：1、概念：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的。蓋斯定律表明：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)?！鱄＝△H1+△H22.蓋斯定律直觀化

CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2實(shí)例1H3H2=+H1C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol

有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。3．蓋斯定律的應(yīng)用【例題1】已知①CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計(jì)算④2CO(g)＋4H2(g)==H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③三個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)④能不能分成①②③幾步完成。④

=

①×2+②×4-③

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol

你知道神六的火箭燃料是什么嗎？【例２】某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

【例３】同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難。現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；=-2983.2kJ/molH1P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式

。

P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)；=-29.2kJ/molH298K，101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H=-92.38kJ/mol。在該溫度下，取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么？

該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)，1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反應(yīng)生成2molNH3(g)，因而放出的熱量總小于92.38kJ?！緦W(xué)與思】1、已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；△H=－393.51kJ/mol

C(金剛石)+O2(g)＝CO2(g)；△H=－395.41kJ/mol

據(jù)此判斷，下列說法中正確的是（）

A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低

B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高

C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低

D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高A練習(xí)：2.已知①2C（S）+O2（g）==2CO（g）△H=-221.0kJ/mol

②2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol

則制備水煤氣的反應(yīng)C(S)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)的△H為()A、+262.6kJ/molB、-131.3kJ/molC、-352kJ/molD、+131.3kJ/molD求混合物的組成【例4】在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH

=-571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-

2220kJ/mol5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則